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夜班防睡控制微机原理课程设计

本设计主要是为了防止值班人员在值班时睡觉。设计中通过扬声器来防止值班人员睡觉,每隔5分钟用较柔和的声音提醒值班人员一次,值班人员按下复位键重新即时,说明值班人员并未睡着;若计时到6分钟值班人员还没有按复位键,说明此时值班人员可能已经开始打瞌睡,扬声器发出较急促的声音报警,并且黄灯闪烁,若此按下复位键,重新计时;若到了15分钟还没有人按复位键,那么此时值班人员可能已经完全睡着,扬声器发出持续的尖锐声音报警,红灯闪烁,并用LED记录睡着的时间。
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计算机科学与技术系
微机原理与接口技术
课程设计
课程设计题目:夜班防睡控制
姓 名:
学 号:
班 级:
1

指 导 教 师:
2008 年 12 月
一、题义分析及解决方案
1.题义需求分析
1.1 任务分析
1)每 5 分钟用一次较柔和的声音提醒值班者按复位键,计时重新开始。
2)若计时到6分钟时,无人按复位键,则以较急促的声音报警,黄灯闪烁。
3)当到15分钟的时候红灯闪烁,并以持续尖锐的声音报警,用LED显示分
和秒。
1.2 功能分析
本设计主要是为了防止值班人员在值班时睡觉。设计中通过扬声器来防止
值班人员睡觉,每隔5分钟用较柔和的声音提醒值班人员一次,值班人员按下复
位键重新即时,说明值班人员并未睡着;若计时到6分钟值班人员还没有按复位
键,说明此时值班人员可能已经开始打瞌睡,扬声器发出较急促的声音报警,
并且黄灯闪烁,若此按下复位键,重新计时;若到了15分钟还没有人按复位键,
那么此时值班人员可能已经完全睡着,扬声器发出持续的尖锐声音报警,红灯
闪烁,并用LED记录睡着的时间。
1.3 需要解决的问题
需要发声提醒,发声提醒又分为3种(柔和,急促,尖锐),通过键盘复
位,要红,黄灯闪烁。还要将时间动态显示在LED显示器上,每秒刷新一次。
而且分秒显示共需4位数字,所以要有4个LED数码管进行控制。秒控制的两位
要在60秒后进位,分钟的两位加1,秒清零。扬声器可用专门的扬声器电路。
2

2 解决问题方法及思路
2.1 硬件部分
1) PC 机一台,并行接口 8255A 一片,LED 数码管 4 只,发光二极管 2
只(红、黄各一只),开关一个,扬声器一只。
2) 利用扬声器发声报警,节拍由延时程序决定。
3) 使不同颜色的发光二极管按一定规律发光。
4) 使实验箱上的 8255A 作为输出接口,驱动二极管发光。所用端口工作
在方式 0、输出即可。
5) 定义开关清零。
6) PC7 接开关,用作输入,控制复位。
7) 通过 8255A 来控制 LED 发光二极管的亮灭。
8) PC0 接扬声器、PC1 接红灯、PC2 接黄灯。
9) 二极管闪烁:开|关 输出为 0 则亮,输出为 1 则灭。
2.2 软件部分
程序部分首先进行初始 8255,然后进行时间显示,初值显示 00 分 00 秒,四
个显示器每个显示 10ms,接着秒个位加 1,进行下一次显示,当秒个位为 10 时,
秒十位加 1,同时秒个位清零.当秒十位为 6 时,分个位加 1,秒位清零,依次显示。
当显示为 5 分 00 秒时,发出控制信号使扬声器发出柔和的声音,此时,若有人拨
动开关,则四个显示器全清零,又从 00 分 00 秒开始显示。当显示 5 分 00 秒时,
发出轻微的柔和的报警声, 当显示 6 分 00 秒时,发出急促的报警声,发出控制
信号使黄灯闪烁。当显示为 15 分 00 秒时,扬声器持续发出尖锐的报警声,发
出控制信号使红灯闪烁。
二、硬件设计
1.芯片8255-A
1.1 在本设计中的作用
8255A 作为输出接口,驱动二极管发光。所用端口工作在方式 0。控制发光
二极管的亮灭。A 口,B 口控制 LED 数码显示管,C 口低四位分别接扬声器,红
灯,黄灯。高四位中的 Pc4 接开关,用于输入信号,使系统复位。
1.2 功能分析
8255A 有 A、B、C 三个并行输入/输出端口(简称为 A 口、B 口、C 口),
其功能全部由程序设定,每个端口都有自己的特点。A 口、B 口通常作为独立
的 I/O 端口使用,C 口也可作为一般的 I/O 端口使用,但当 A 口、B 口作为应答
式的 I/O 口使用时,C 口分别用来作为 A 口、B 口提供应答控制信号,各端口的
3

功能如下:
工作方式 A 口 B 口 C 口
0 基本输入/输出端口
输入不锁存,输出锁存
同 A 口 同 A 口
1 选通输入/输出端口
输入/输出均可锁存
同 A 口 C 口 3 位作为 A 口的应答线;C
口另 3 位作为 B 口的应答线
2
应答式双向输入/输出端口,均
可锁存
不用 C 口 5 位用作 A 口的应答线
1.3 原理图及功能表
图 2-1 8255A原理图
表 2-1 8255A的操作功能表
A1 A
0
操 作 数 据 传 送 方 式
0 0 1 0 0 读 A 口 A口数据 → 数据总线
0 0 1 0 1 读 B 口 B口数据 → 数据总线
0 0 1 1 0 读 C 口 C口数据 → 数据总线
0 1 0 0 0 写 A 口 数据总线数据 → A口
0 1 0 0 1 写 B 口 数据总线数据 → B口
0 1 0 1 0 写 C 口 数据总线数据 → C口
0 1 0 1 1 写控制口 数据总线数据 → 控制口
4
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